Mono etylenglykol (MEG, etylenglykol, EG) produseres industrielt via to dominerende ruter: hydrering av etylenoksid (EO) (global mainstream) og kull-til-MEG (DMO) (Kinas hovedalternativ).
Over 90 % av den globale MEG-produksjonen kommer fra EO-hydreringsprosessen, mens kull-basert DMO-teknologi står for over 40 % av Kinas totale kapasitet.
monoetylenglykol produksjonsprosess
1. Vanlig rute: Hydratering av etylenoksid (EO).
EO-hydreringsruten er den globale mainstream-prosessen for MEG-produksjon.
Det starter fra etylen (fra nafta, etan eller MTO) og konverterer det til etylenoksid (EO), deretter til MEG via hydrering.
Trinn 1: Etylenoksidasjon til EO
Etylen (C₂H₄) reagerer med oksygen over en sølv-basert katalysator.
Reaksjonsforholdene er 150–240 grader og 1,5–2,0 MPa.
Konvertering per pass er 10–15 %, og EO-selektivitet er 80–85 %.
Biprodukter inkluderer CO₂, vann og sporaldehyder.
Trinn 2: EO-hydrering til rå MEG
EO omdannes til MEG gjennom hydratiseringsreaksjoner.
To kommersielle prosesser brukes:
A. Tradisjonell ikke-katalytisk hydrering (global standard)
Forholdene er 150–200 grader og 2,0–2,5 MPa.
Vann-til-EO-forhold er 22–25:1 (molar).
Monoetylenglykol (cas 107-21-1) selektivitet er 89–92 %.
Hovedproduktet er MEG, mens DEG og TEG står for omtrent 10–12 % biprodukter.
Utgangen er en 13–15 % MEG vandig løsning.
B. Katalytisk hydrering (energisparingsprosess-)
Denne prosessen bruker ionebytterharpiks eller støttede ammoniumsaltkatalysatorer.
Forholdene er 80–110 grader og 1,0–1,5 MPa.
Vann-til-EO-forhold reduseres til 1–6:1.
EO-konvertering er større enn eller lik 97 %, og MEG-selektiviteten er 94–98 %.
Dampforbruket reduseres med omtrent 20 % sammenlignet med den ikke-katalytiske ruten.
Trinn 3: Rensing og raffinering
Rå monoetylenglykol meg konsentreres gjennom 3–6 effekt fordampning.
Vann fjernes til ca. 85 % MEG-konsentrasjon.
Sluttrensing bruker vakuumdestillasjon ved 10–20 kPa i flere kolonner.
Sluttproduktets renhet er større enn eller lik 99,9 % (fiber/industrikvalitet MEG).
Biprodukter inkluderer DEG (~10%), TEG (~1%) og polyglykoler (rest).
2. Kinas alternativ: Kull-til-MEG (DMO-rute)
Kull-til-MEG-ruten er en syngass-basert prosess utviklet i Kina.
Det er mye brukt på grunn av Kinas "rike kull, dårlig olje" ressursstruktur.
Trinn 1: Kullgassifisering til Syngas
Kull omdannes til syntesegass (CO + H₂).
Syngassen renses til mer enn eller lik 99 % CO.
Trinn 2: Karbonylering til dimetyloksalat (DMO)
CO reagerer med metylnitritt (MN) over en palladiumkatalysator.
Dette produserer dimetyloksalat (DMO, C4H6O4).
NOx resirkuleres for å regenerere metylnitritt.
Trinn 3: DMO-hydrogenering til rå MEG
DMO hydrogeneres til MEG ved hjelp av en kobber-basert katalysator.
Reaksjonsforholdene er 180–220 grader og 2,5–3,0 MPa.
Produktene inkluderer MEG og metanol, og metanol resirkuleres.
Trinn 4: Destillasjon
Renseprosessen er den samme som EO-ruten.
Endelig monoetylenglykol (cas no 107-21-1) renhet når større enn eller lik 99,9 %.
3. Fremvoksende grønn rute: CO₂-basert EO/MEG
Nye industrielle prosesser bruker CO₂-integrasjonsteknologi.
Et eksempel er EO som reagerer med CO2 for å danne etylenkarbonat (EC), som deretter omdannes til MEG.
EO-konvertering er omtrent 100%.
Monoetylenglykol megselektivitet er større enn eller lik 99 %.
Fordelene inkluderer 30 % mindre avløpsvann og 15 % lavere karbonutslipp.
Nøkkelproduksjonsdata og sammenligning
| Parameter | EO ikke-katalytisk | EO katalytisk | Kull-til-MEG (DMO) |
|---|---|---|---|
| Vann:EO-forhold | 22–25:1 | 1–6:1 | N/A |
| MEG-selektivitet | 89–92% | 94–98% | 90–93% |
| Energibruk | Høy (høyt vannforhold) | −20 % damp | Moderat |
| Råstoff | Nafta/etan | Nafta/etan | Kull/syngass |
| Global andel | ~70% | ~20% | ~10% |
Konklusjon
Industriell MEG-produksjon domineres av EO-hydrering (høy modenhet, stor skala), mens kull-til-MEG (DMO) er Kinas kostnadseffektive alternativ. Katalytisk hydrering og CO₂-baserte ruter vinner frem for lavere energibruk og utslipp. Endelig MEG-produkt oppfyller konsekvent Større enn eller lik 99,9 % renhet forpolyester, frostvæske og industrielle applikasjoner.